JPH05300015A - レーダ装置用ローカル発振器 - Google Patents

レーダ装置用ローカル発振器

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Publication number
JPH05300015A
JPH05300015A JP4128139A JP12813992A JPH05300015A JP H05300015 A JPH05300015 A JP H05300015A JP 4128139 A JP4128139 A JP 4128139A JP 12813992 A JP12813992 A JP 12813992A JP H05300015 A JPH05300015 A JP H05300015A
Authority
JP
Japan
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frequency
signal
noise
circuit
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP4128139A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Sato
佐藤  修
Hideki Tamura
英樹 田村
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低雑音で、かつ広帯域での周波数切換ができ
るレーダ装置用ローカル発振器を提供する。 【構成】 PLL回路(13〜17)に雑音抑圧回路
(25〜31)を付加してある。ディスクリミネータ
(25〜28)では、16の出力信号を所定時間τd
延した信号の周波数fd と所定位相角θ移相した信号の
周波数fR との位相差が90°のとき、2πτdd
感度でFM雑音が検出出力される。重畳回路(29〜3
1)では、16に逆変調がかかるように15の出力制御
電圧に検出雑音信号を重畳する。16の出力に現れるF
M雑音は2πτdd G・kV の利得で抑圧される。切
換ステップは1/τd 、これは比較周波数と等しいかま
たはその整数倍、fL =fCOmP(N±n)=fL0±n/
τd である。PLL回路は雑音抑圧に関与していないの
で広帯域化が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数切り換えを行う
レーダ装置で使用されるレーダ装置用ローカル発振器に
関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、レーダ装置には、ドップ
ラレーダやCWレーダ等各種あるが、それらは、例えば
図2に示すように、送信と受信に共通のローカル発振器
10を備える。図2は、CWレーダ装置の構成を示す。
【0003】図2において、送信では、コヒーレント発
振器(COHO)6の出力を変調器5で所定の周波数f
m の信号に変調し、それをミキサ4にてローカル発振器
10からのローカル信号(周波数fL )によりアップコ
ンバートして所要の出力周波数fTXの信号を得る。
【0004】これは、帯域通過ろ波器(BPF)3を介
した送信アンプ2で所定レベルの送信信号となり送信ア
ンテナ1から送信される。
【0005】また、受信では、受信アンテナ7の受信信
号(周波数fRX)を受信アンプ8を介したミキサ9にて
ローカル周波数fL でダウンコンバートし、所定の中間
周波数fIFの信号を得る。
【0006】この中間周波の信号は、復調器11にてC
OHO6の出力に基づき復調されビデオ信号となり、信
号処理器12による受信処理に付される。
【0007】そして、出力周波数を運用に応じて適宜変
更できるようにしたレーダ装置では、周波数切換をロー
カル発振器10のローカル周波数fL を変更することで
実現しているが、この周波数の切り換えを行うためのロ
ーカル発振器の構成方式には、ダイレクトシンセサイザ
方式とインダイレクトシンセサイザ方式とがあり、本発
明が対象とするレーダ装置が備えるローカル発振器はイ
ンダイレクトシンセサイザ方式の1つであるPLLシン
セサイザ方式のものである。
【0008】従来のPLLシンセサイザ方式のローカル
発振器は、例えば図3に示すように構成される。図3に
おいて、このローカル発振器は、良く知られたPLL回
路に可変分周器17を設けたものである。
【0009】即ち、電圧制御発振器(VCO)16は、
当該レーダ装置の出力周波数の切り換え範囲に対応した
ローカル周波数を発振可能なもので、ループフィルタ1
5の出力制御電圧に応じた周波数fL のローカル信号を
出力する。
【0010】基準発振器13は、基準周波数fr1の信号
を発生する。また、可変分周器17は、外部操作によっ
て分周数Nを可変設定できるもので、その設定された分
周数NでもってVCO16の出力たるローカル信号の周
波数fL を周波数fr2に逓降する。
【0011】周波数位相比較器14は、基準周波数fr1
と逓降した周波数fr2との周波数差及び位相差を検出す
る。この周波数位相比較器14の検出出力がループフィ
ルタ15でろ波処理され、VCO16に制御電圧として
与えられる。
【0012】以上の動作が繰り返されて、最終的にはf
r1とfr2がほぼ等しくなる状態で安定化し、レーダ装置
のCOHO6とVCO16とが同期化し、fr1×N=f
L の関係で定まる周波数fL のローカル信号が安定的に
出力される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、周知のよう
に、周波数を切り換えるレーダ装置においては、特にド
ップラレーダやCWレーダでは、送信雑音の低いことが
必要であるが、電圧制御発振器の出力信号には雑音(主
としてFM雑音)が多く含まれるので、従来のPLLシ
ンセサイザ方式のローカル発振器では、PLL回路のル
ープ帯域を広くしてこの雑音を抑圧するようにしてい
る。
【0014】しかし、基準周波数fr1は、切り換える周
波数間隔(切換ステップ)を規定するが、周波数位相比
較器14における比較周波数はこの切換ステップの間隔
以下の低い周波数に設定しなければならず、またループ
帯域はこの比較周波数よりも充分狭いことが必要であ
る。
【0015】そうすると、ループ帯域の改善限界の雑音
レベルは、基準信号の雑音レベルをNref とすると、N
ref ×Nとなるが、Nref にも下限があるので、周波数
切り換えのために比較周波数を低くすると、Nref が相
対的に大きくなるだけでなく、ループ帯域を狭めねばな
らず、雑音抑圧効果が期待できなくなる、あるいは、抑
圧の効果を制限するという問題があり、また、切り換え
て使用できる周波数範囲の数(いわわるチャネル数)の
拡大、つまり、広帯域化が困難であるという問題もあ
る。
【0016】本発明の目的は、低雑音での周波数切り換
えを可能とし、しかも広帯域(いわゆる多チャネル)で
使用できるレーダ装置用ローカル発振器を提供すること
にある。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のレーダ装置用ローカル発振器は次の如き構
成を有する。即ち、本発明のレーダ装置用ローカル発振
器は、レーダ装置の出力周波数の切り換え範囲に対応し
た周波数のローカル信号を出力する電圧制御発振器の発
振動作をフェイズロックループにより制御するPLL回
路に可変分周器を設け、外部操作によって可変分周器の
分周数を変化させ当該電圧制御発振器の発振周波数を切
り換えるようにしたレーダ装置用ローカル発振器におい
て; 前記ローカル信号を所定遅延時間τd 遅延させた
信号と移相した信号との積を求めそれを当該ローカル信
号が有する雑音成分の検出信号として出力するディレイ
ラインディスクリミネータと; 前記電圧制御発振器の
出力信号に含まれる雑音成分を打ち消すように前記検出
信号を前記PLL回路におけるループフィルタの出力に
重畳しそれを電圧制御発振器に対する制御電圧として出
力する回路と; を備え、かつ、当該ローカル発振器の
切換ステップが1/τd であり; この切換ステップは
前記PLL回路の比較周波数と等しいかまたはその整数
倍の関係にある; ことを特徴とするものである。
【0018】
【作用】次に、前記の如く構成される本発明のレーダ装
置用ローカル発振器の作用を説明する。本発明では、デ
ィレイラインディスクリミネータにて電圧制御発振器の
出力たるローカル信号に含まれる雑音(主としてFM雑
音)を検出し、その検出信号を、電圧制御発振器の出力
信号に含まれる雑音成分を打ち消すように当該電圧制御
発振器の制御電圧に重畳する。従って、電圧制御発振器
自体が発生する固有の雑音成分を効果的に抑圧できる。
【0019】このとき、ディレイラインディスクリミネ
ータでの雑音検出感度は、ローカル信号を所定遅延時間
τd 遅延させた信号と移相した信号との位相差が90°
のとき最大の所定値となるが、周波数切り換えにより電
圧制御発振器の周波数が変化するとこの90°の位相差
関係が崩れる。しかし、位相差が90°となる条件は遅
延時間τd の周期で繰り返される。
【0020】そこで、本発明では、当該ローカル発振器
の切換ステップを1/τd とし、この切換ステップがP
LL回路の比較周波数と等しいかまたはその整数倍の関
係となるようにしてある。これにより、周波数切り換え
に伴う雑音抑圧効果の低下が防止され、全ての周波数範
囲において常に一定の雑音抑圧効果を期待できることと
なる。
【0021】ここに、PLL回路では、従来のような雑
音抑圧効果を期待されず周波数の安定化等の機能発揮に
専念すればよいことになるので、比較周波数を低くで
き、またループ帯域を狭くできる。その結果、切り換え
る周波数範囲の数を増加させ、広帯域化を図ることが容
易となる。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の一実施例に係るローカル発振器
を示す。このローカル発振器は、従来のPLL回路(図
3)の構成に、雑音抑圧回路を付加したものである。従
って、従来(図3)と同一構成部分には同一名称符号を
付してある。以下、本発明に係る部分を中心に説明す
る。
【0023】雑音抑圧回路は、ディレイラインディスク
リミネータ(25〜28)と重畳回路(29〜31)と
で構成される。
【0024】ディレイラインディスクリミネータでは、
VCO16の出力を分配器25にて2分岐し、一方をデ
ィレイライン26にて所定遅延時間τd 遅延し、他方を
移相器27にて所定位相角θ移相し、両者をミキサ28
に乗算するが、ディレイライン26で遅延した信号の周
波数fd と移相器27にて移相した信号の周波数fR
の位相差が90°のとき、ミキサ28の出力には、変換
効率をkd とすれば、2πτdd の感度でFM雑音が
検出出力されることが知られている。
【0025】重畳回路では、例えば、ミキサ28の出力
雑音信号を低域通過ろ波器(LPF)29にて帯域制限
し、アンプ30にて適宜レベルにし、それをループフィ
ルタ15とVCO16との間に設けた減算器31に与え
る。これにより、ループフィルタ15の出力制御電圧に
検出雑音信号が重畳されVCO16に逆変調がかかり、
VCO16の出力に現れるFM雑音が抑圧される。
【0026】この雑音抑圧回路では、アンプ30の利得
をG、VCO16の変調感度をkVとすると、2πτd
d G・kV の利得でVCO16のFM雑音が抑圧され
ることが知られている。
【0027】ここで、周波数の切り換えによりVCO1
6の周波数が変化すると、ミキサ28の2入力の周波数
たるfd とfR の位相差が90°であるという関係が崩
れるが、fd とfR の位相差が90°になる条件は、遅
延時間τd の周期で繰り返されるので、VCO16の周
波数fL が、fL0±n/τd となれば、雑音を抑圧でき
る。但し、fL0はn=0のときのfL である。
【0028】それ故、本発明では、当該ローカル発振器
の切換ステップ(即ち、基準発振器13の出力基準周波
数)を1/τd とし、この切換ステップがPLL回路の
比較周波数と等しいかまたはその整数倍の関係となるよ
うにしてある。つまり、比較周波数fCOmPは数式1、ロ
ーカル周波数fL は数式2となっている。
【0029】
【数1】fCOmP=(1/τd )・(1/m) 但し、m=1,2,……
【0030】
【数2】fL =fCOmP(N±n)=fL0±n/τd 但し、n=0,1,2,……
【0031】これにより、周波数切り換えに伴う雑音抑
圧効果の低下が防止され、全ての周波数範囲において常
に一定の雑音抑圧効果を期待できることとなる。
【0032】なお、以上の説明から明らかなように、P
LL回路(13〜17)は雑音抑圧効果を期待されず、
専らVCO16の周波数の設定とその安定化等の機能を
果たすことを目的としている。従って、ループ帯域は狭
くて良く、また比較周波数は低くても問題にならないの
で、広帯域化が可能となる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーダ装
置用ローカル発振器によれば、電圧制御発振器の出力た
るローカル信号に含まれる雑音を検出するディレイライ
ンディスクリミネータと、その検出信号を、電圧制御発
振器の出力信号に含まれる雑音成分を打ち消すように当
該電圧制御発振器の制御電圧に重畳する回路とからなる
雑音抑圧回路を付加したので、PLL回路の雑音抑圧効
果を期待することなく電圧制御発振器自体が発生する固
有の雑音成分を効果的に抑圧できる効果がある。このと
き、付加した雑音抑圧回路は小規模回路であるので、ロ
ーカル発振器の回路規模を増大させることはない。ま
た、PLL回路は本来の機能実現に専念すればよいの
で、切り換える周波数範囲の数を拡大でき、広帯域化が
容易となる、等の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るレーダ装置用ローカル
発振器の回路図である。
【図2】周波数を切り換えるレーダ装置の構成ブロック
図である。
【図3】従来のレーダ装置用ローカル発振器の回路図で
ある。
【符号の説明】
13 基準発振器 14 周波数位相比較器 15 ループフィルタ 16 電圧制御発振器(VCO) 17 可変分周器 25 分配器 26 ディレイライン 27 移相器 28 ミキサ 29 低域通過ろ波器 30 アンプ 31 減算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーダ装置の出力周波数の切り換え範囲
    に対応した周波数のローカル信号を出力する電圧制御発
    振器の発振動作をフェイズロックループにより制御する
    PLL回路に可変分周器を設け、外部操作によって可変
    分周器の分周数を変化させ当該電圧制御発振器の発振周
    波数を切り換えるようにしたレーダ装置用ローカル発振
    器において; 前記ローカル信号を所定遅延時間τd
    延させた信号と移相した信号との積を求めそれを当該ロ
    ーカル信号が有する雑音成分の検出信号として出力する
    ディレイラインディスクリミネータと; 前記電圧制御
    発振器の出力信号に含まれる雑音成分を打ち消すように
    前記検出信号を前記PLL回路におけるループフィルタ
    の出力に重畳しそれを電圧制御発振器に対する制御電圧
    として出力する回路と; を備え、かつ、当該ローカル
    発振器の切換ステップが1/τd であり; この切換ス
    テップは前記PLL回路の比較周波数と等しいかまたは
    その整数倍の関係にある; ことを特徴とするレーダ装
    置用ローカル発振器。
JP4128139A 1992-04-21 1992-04-21 レーダ装置用ローカル発振器 Pending JPH05300015A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007298317A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Fujitsu Ltd 周波数変調回路及びfm−cwレーダ装置並びに通信統合レーダ装置
JP2009517692A (ja) * 2005-12-01 2009-04-30 レイセオン カンパニー フェーズドアレイレーダシステム及びそのサブアセンブリ
JP2010101890A (ja) * 2008-10-22 2010-05-06 Honeywell Internatl Inc マイクロ波およびミリメートル波レーダセンサ

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2007298317A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Fujitsu Ltd 周波数変調回路及びfm−cwレーダ装置並びに通信統合レーダ装置
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